X波段轻量化高增益阵列天线的设计

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:michaelgang1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着军事形态的不断演变与电子技术水平的不断发展,雷达作为战争中的主要信源,一直是该领域学者们的关注重点。在现代雷达系统中,其部件阵列天线备受人们重视。本文依托实际工程需求,设计了一款X波段阵列天线,该天线具有低副瓣、高增益、尺寸小、重量轻的优良性能,可在方位面形成和差波束,在俯仰面进行电扫描。本文在调研国内外研究现状及掌握相关基本理论的条件下,根据设计指标确定了天线的阵面分布及尺寸,包括行天线间距、行天线尺寸及行天线上各单元间距等;依据泰勒综合法确定了各天线单元的幅度和相位分布;对常用的天线形式进行分析,折衷考量带宽、质量等指标确定了天线的单元形式;运用Matlab软件计算了理想泰勒分布激励与叠加预计工程实现误差激励两种情况的方向图;探讨了工程实现中存在误差的原因及可以提前应对的办法,基于以上分析拟定了设计方案。根据理论基础和论证方案,运用HFSS软件进行了仿真设计,首先设计了一款工作频带为fl到fh加载集成巴伦的印刷微带阵子。其次,在保证行馈单元分配网络馈电性能良好的情况下合理设计了该网络的拓扑结构,同时提出一种在介质板上下表面覆铜,覆铜微带线边缘打密集的金属化通孔作为带状线内导体的方法,仿真验证了该带状线与传统带状线电性能的一致性,从而设计了一分三十二的功分网络。之后,设计了一款平面化的微带线-带状线过渡结构,将带状线馈电网络和微带印刷阵子印制在同一张介质板上实现了一体化的行馈线阵,对该线阵进行了整体仿真,仿真结果满足指标要求。最后,对一分三十二的功分网络和行馈线阵天线进行加工测试,测试结果与理论预计结果比较吻合,基本满足设计指标。其中,一分三十二功分网络和行馈单元阵中线阵的电压驻波比在工作频带内小于1.5,功分网络各端口的幅度分布与仿真结果相差不大。在微波暗室内,采用平面近场测量系统测试了行馈单元的方向图,其各频点方位面的副瓣电平均在-25d B以下;采用柱面近场测量系统对行馈单元进行了测试,通过比对法得到了实测增益,其各频点的增益均大于22d Bi。除此之外,行馈单元的尺寸、重量均符合指标要求,以上表明本文设计的工程应用价值较高,能够良好地应用于实际项目中。
其他文献
随着系统级封装(SiP)技术在航天领域的普及,越来越多的星载计算机等航天电子设备已搭载SiP技术封装的多片结构系统,然而由于晶体管特征尺寸减小带来的单粒子效应加剧现象,也导致航天电子设备的可靠性问题成为航天领域研究的重中之重。得益于成本低、效率高、灵活性强等优势,计算机仿真模拟技术可以在较高的精度上模拟高能粒子入射芯片的过程,相比于受限因素较多的空间搭载实验和地面模拟试验,是验证芯片辐射可靠性强有
近年来随着智能驾驶、机器视觉、增强现实等领域的快速发展,深度信息感知成为国内外热点研究课题,其中双目立体视觉作为一种基于视差原理的深度信息获取方法被广泛应用。然而在高速运动、高动态范围和复杂光线场景下,由于传统相机存在延迟和动态模糊等问题,给立体匹配过程带来了巨大的挑战。事件相机作为模仿人类视网膜的新型传感器,具有快速捕捉亮度变化、动态范围大等优势,有助于解决高速运动和复杂光线带来的匹配问题。但事
在汽车中的无人驾驶应用中,往往使用了多种不同的传感器的联合数据融合信号处理,其中毫米波雷达是一种利用毫米波波段进行主动感知的传感器,也是在无人驾驶设备中抗干扰能力强和成本适宜的传感器之一。相比于光学摄像头、激光雷达等其他传感器,毫米波雷达不受光照、气象环境等条件的限制,其穿透能力强,并具有全天候和全天时工作的特点,可对目标进行跟踪与识别,并且其数据精度高,可根据需求进行模式变换以达到短中长距离的探
近年来地震、海啸等自然灾害频发,导致传统有线和无线地面基础通信设施(如地面基站等)损毁严重,受灾地区的通信发生中断。无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)可以作为移动空中基站及中继,应用于灾后应急区域的快速通信部署,实现受灾地区通信连接的高效恢复。随着应急业务种类的与日俱增,如灾情实时感知与常态化监测等,各类应急业务时延服务质量(Quality-of-Service,Qo
随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)逐渐小型化和智能化,无人机自组网(Flying Ad Hoc Network,FANET)逐渐成为无人机集群技术的研究热点之一。在军事与民用领域,无人机自组网以其抗毁性和灵活自组织等特点被广泛应用。无人机应用领域的增加,使无人机自组网所需要完成的任务逐渐多样化和复杂化,对FANET的通信要求也越来越高。FANET的分布式路由协议在
物理层密钥生成技术是一项以无线信道特征作为随机源生成密钥的信息安全技术。无线信道具有短时互易性、空时唯一性、快速时变性和不可预测性,这些内在特性的相辅相成保证了无线通信的安全进行。物理层密钥生成技术不需要可信第三方进行密钥的分发和管理,其不仅克服了传统加密方案中许多数学问题不可破解的难题,而且大大提高了密钥的生成速率。本文在已有密钥生成方案的基础上,针对现有方案中可能存在的问题,提出两种新的物理层
近年来,经济持续增长推动汽车行业的蓬勃发展。电动汽车由于能极大地缓解能源危机和环境恶化的问题得到了人们的广泛关注。车载DC/DC变换器工作环境恶劣、电压波动大,因此宽输入电压范围车载DC/DC变换器的研究对于提高电动汽车性能至关重要。由于LLC谐振变换器具有软开关特性、电磁干扰低、功率密度高等优点得到了广泛关注。然而,要实现宽输入电压范围,谐振变换器需要在宽开关频率范围内工作。这可能导致软开关特性
现代无线通信技术具有高速率、多协议、多通路的特点,阵列化可重构高速模数转换器作为现代无线通信技术的关键模块,对其展开研究具有重大的意义。近年来CMOS工艺在深亚微米尺寸下延续摩尔定律,额定电源电压以及晶体管的本征增益不断减小,导致模拟电路设计越发困难。近年来,大量的研究聚焦于数字电路占比极高的时间域模数转换器。由于其大量采用数字电路,具备和数字电路一致的众多优点,比如对噪声不敏感、速度快、面积小等
随着航空航天技术的发展,飞行器以超声速、高超声速飞行时外表面在空气粘性阻滞作用下温度急剧升高,传统结构材料无法承受过高的热载荷造成飞行器表面烧蚀。液态金属良好的导热性和流动性为此提供了解决方案。频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种周期阵列的空间电磁波滤波器,可以选择性反射或透射特定波段的电磁波,改变电磁波的传输特性。利用液态金属良好的导电性能和流动性
基于微波光子学的信道化接收技术与传统的电子学信道化技术拥有明显的优势,可以适应在日趋复杂的电磁环境中进行高频率大带宽的信道化接收。信道化接收首先需要将频域上的宽带信号划分若干窄带信号,然后通过对窄带信号的处理间接地实现了对宽带信号的处理。由于微波光子学具有很大的处理带宽和很小的传输损耗,因此微波光子的信道化接收机可以解决电域信道化接收机中存在的问题。光子集成技术可以大幅度降低微波光子系统的体积重量